XRISM Teleskobu, Yıldız Rüzgarıyla Beslenen İlk Nütron Yıldızı Nabzedi

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde görev yapan bilim insanları, XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) teleskopuyla, Güney takımyıldızı Crux’ta yaklaşık 13.000 ışık yılı uzaklıkta yer alan yüksek kütleli bir X-ışını ikili sistemi olan BP Crucis’i gözlemeyi başardı. Sistemin ana bileşeni Wray 977 adlı mavi süperdev, yaklaşık 40 güne kütlesine sahip ve o kadar büyük ile kütülü ki iyonlaşmış gaz sürekli olarak çevresinden uzaklaşıyor. Eşi ise saniyede devasa hızlarla dönen, X-ışını demetini 11 dakikalık periyotla Dünya’ya yönlendiren küçük bir nütron yıldızı olan GX 301-2 pulsarı.

Bu süreçte Wray 977’nin iyonlaşmış gazı (veya “süldüz rüzgarı”) daha küçük eşiyle beslerken, GX 301-2 güçlü X-ışını parlamaları yayıyor. Astronomların uzun yıllardır X-ış ikili sistemleri çalışması, ancak dev bir yıldızın dışarı fışkırdığı gazın kompakt bir eş tarafından yakalanması ilk kez doğrudan gözlemlendi. Bu çalışmalar, evrendeki en uç olayları anlama konusunda önemli katkılar sağlıyor.

Gözlemler ve Kullanılan Araçlar

Gözlemler, NASA Goddard Space Flight Center’ın Astrophysics Science Division’ından araştırmacıların yanı sıra Center for Space Science and Technology (CSST), Manipal Centre for Natural Sciences (MCRS), Israel Institute of Technology, US Naval Academy ve Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ile çeşitli üniversitelerin katılımlıyla gerçekleştirildi. Bulguları içeren makale, ilgili bilim dergisinde yayımlandı.

Araştırmacılar sistemi 1 Şubat 2025’te XRISM kullanarak gözlemledi ve o dönemdeki parlama döngülerinden birinin sonlarına doğru teleskobun Resolve spektrometresini devreye aldı. Yaklaşık 16 saat süren gözlemlerde, enine kesitleri çok ayrıntılı X-ışını tayfı ile hızlıca değişen soğurma çizgileri kaydedildi; bunlar arasında son derece iyonlaşmış demir de yer alıyordu. Bu veriler, pulsara nispeten yakın bir bölgedeki plazmanın hız ve yönünü net biçimde ortaya koydu — ki bu, astronomların daha önce hiç doğrudan tanıklık etmediği bir durumdu.

Bu gözlemlerin çığır açıcı olduğu açıktı; ancak aynı zamanda analizin son derece ayrıntılı olması gerektiği anlamına geliyordu. Yoğun plazma akışının nütron yıldızına çok yakın bölgede nasıl davrandığını görebildik.

Nazma Islam, eski Goddard araştırmacısı ve MCRS öğretim üyesi (makalenin ortak yazarlarından)

Sofurma Çizgilerinin Kayması ve Teoriyle Uyumu

Sonuçlara göre gözlemlenen soğurma çizgileri daha düşük enerjiye kaymıştı (kırmızıya kayma), bu da iyonlaşmış gazın gözlemciye göre uzaklaştığını gösteriyordu. Süldüz rüzgarının pulsara doğru aktığı yönündeki kanıtın yanı sıra, ölçülen kırmızıya kayma yaklaşık 540.000 km/saat (335.000 mil/saat) hızı işaret ediyordu. Araştırmacılar, uzun süredir pulsar ikili sistemleriyle ilgili olarak öne sürülen bir görüşü böylece doğruladı.

Bu yaygın görüşe göre, bir pulsar iyonlaşmış gaz akışına girdiğinde, onu kalın ve türbülan bir disk içine doğru yönlendiriyor. Süperkütülü deliklerin (SMBH) etrafındaki yığılma diskeri gibi, bu gaz pulsara doğru spiral çizerken aşırı sıcaklıklara ısınıyor ve güçlü X-ışını parlamaları yayıyor. Pulsar akışın daha derinine doğru ilerledikçe, disk artık yeterli açısal momentumu taşıyamadığı için dağılıyor.

BP Crucis sistemi, rüzgarla beslenen pulsar yığılmasını çalışmak için ideal bir laboratuvar; XRISM’in hassas ve yüksek çözünürlükl Resolve spektrometresi ise bu süreçlere dair anlayışımızı ilerletmek için ideal bir araç.

Brian Williams, NASA Goddard’daki misyon proje bilimcusu

Diskin Kaybolması ve Son Durum

Disk ortadan kalkınca plazma doğrudan nütron yıldızına akmaya başlıyor; XRISM gözlemleri de tam da bu aşamaya denk geliyor. Pulsar akışın sonuna yaklaştıkça, disk kısa süreliğine geri dönüyor ancak ters yönde dönüp pulsar akıştan çıktıkça yine kayboluyor.

Bu bulgular, XRISM’in derin uzaydaki en uç fiziksel olayları çözmekteki gücünü bir kez daha ortaya koyarken, rüzgarla beslenen pulsar yığılması sürecine dair yeni soruların kapılarını da aralıyor.